Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://www.tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.0827
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

USO DE ENSAIOS DE MICROESCLEROMETRIA INSTRUMENTADA NO ESTUDO DAS PROPRIEDADES DA AUSTENITA EXPANDIDA

INSTRUMENTED MICROSCRATCH TESTS USAGE FOR STUDY OF EXPANDED AUSTENITE PROPERTIES

Sato, Fernando Luis; Espitia, Luis Armando; Pinedo, Carlos Eduardo; Tschiptschin, André Paulo

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Resumo

A resistência à corrosão do aço inoxidável austenítico AISI 316 é usualmente acompanhada por propriedades mecânicas limitadas dessa liga. A austenita expandida, ou Fase-S, supersaturada em nitrogênio, endurece superficialmente o material, sem a formação de precipitados e consequente prejuízo da passivação, efeitos comumente observados nos métodos convencionais de endurecimento superficial. Caracterizações mecânicas dessa camada por ensaios de microesclerometria instrumentada fornecem um conjunto de dados empíricos relevantes para a compreensão e modelagem de fenômenos tribológicos atuantes em um dado sistema mecânico. O presente trabalho apresenta os resultados de uma série de ensaios de microesclerometria instrumentada realizados em amostras de aço AISI 316 nitretadas a plasma por 20 h em forno de corrente contínua, utilizando a tecnologia de tela ativa, temperatura de 400°C e atmosfera formada por três partes de nitrogênio para uma parte de hidrogênio (3N2:1H2). Também são discutidos a caracterização das amostras e demais resultados, como o reduzido coeficiente de atrito (< 0,1) e a ausência de falha adesiva da camada.

Palavras-chave

Microesclerometria, Austenita expandida, Fase-S.

Abstract

Corrosion resistance and poor mechanical properties are both characteristics of AISI 316 austenitic stainless steel. Nitrogen supersaturated expanded austenite, or S-phase, promotes surface hardening of the alloy without the formation of undesirable that can reduce passivation properties. Mechanical characterization of this layer using instrumented microscratch tests gives an important set of empirical data useful for comprehension and modeling of tribological phenomena occurring in mechanical system. This work presents results from a series of instrumented microscratch tests performed on Low Temperature Plasma Nitrided (LTPN) AISI 316 stainless steel samples with an expanded austenite layer. The specimens were produced by 20 h active screen plasma nitriding treatment, done in direct current reactor at 400°C in an atmosphere containing three parts of nitrogen for one part of hydrogen (3N2:1H2). The reduced friction coefficient (< 0,1) between the indenter and the expanded austenite layer observed in the initial stage of scratch test and the absence of adhesive failure along the test are also discussed.

Keywords

Microscratch test, Expanded austenite, S-phase.

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